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1 # 歸雲二三里
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2 # 量子科學論
遙控飛機放秤上重25克,那飛機輕輕起飛,稱上的重量會變嗎?
這個問題只涉及到了一個科學原理,也很簡單,相信大家肯定都是到這個道理,但不一定能說出這個問題的答案,因為這裡包含的物理原理不是很直觀。首先要了解小型直升飛機起飛的過程很緩慢,這裡說的起飛距離也很小。
要記住的關鍵點是:
一旦小型直升機起飛,飛機的重量由空氣來支撐的。
反過來,空氣是由檯秤平面來支撐的。因此這個問題只涉及到了作用力和反作用力的問題,這樣看來,檯秤的讀數是不會變的。但是如果飛機起飛速度過快,最後距離過高,由於一開始的加速度檯秤重量會微小的增加,然後有一部分空氣從秤面上吹到地面,那臺秤的讀數接下來就會減小。這個問題就這麼簡單。
下面我們將問題在擴充套件下,我們平時天上飛的飛機呢?這個問題就會稍微複雜一點點。在地球引力影響下的所有物體都被不斷地拉向地心。這包括地殼,任何在地殼上的飛機,我,你,大氣中的所有空氣,月球,國際空間站。地球上的所有東西,都簡單的遵循一個分層的原理,從中心的大密度物質到大氣邊緣最輕的氫元素,最重的元素支撐著最輕的元素,核心支援地幔、地幔支撐地殼,地殼支撐海洋、你、我和大氣層和軌道力學支撐著月球和國際空間站等等。
一旦飛機起飛,不管飛多高,它的重量並不會消失,只是改變了一個支撐體,不再受到地面支撐,飛機只是把它的重量轉移到大氣本身,而大氣本身只是變得稍微重了一點點(順便說一句,地球的大氣在引力的作用下本身非常重,就像你用嘴把瓶子裡的空氣抽出來,大氣壓就可以把瓶子壓扁,但是由於我們體內也充滿了壓力,因此我們並不會注意到大氣壓的存在)。地球表面仍然要承擔飛機這個重量,而大氣現在就變成了傳遞力的一個“中間人”。
為了證明這一點,我們來做個小實驗。也可以說是一個思維實驗,但我們可以在實驗室環境中複製這個實驗。
首先,我們拿一個大的、可密封的罐子,把一隻蒼蠅放進去。然後將罐子密封,等蒼蠅不亂飛的時候輕輕的將罐子放在天平上(一個非常敏感的天平因為我們的實驗物件是蒼蠅)。當蒼蠅趴在罐子底部時,我們注意下罐子的重量(注意這裡說的是重量而不是“質量”)。接下來,我們讓蒼蠅起飛……,如果秤足夠靈敏,稱的重量會有輕微暫時的增加,然後重量應該會穩定在與蒼蠅爬在底部時差不多的重量。原因何在?罐子裡的所有東西都被地球的質量用同樣大小的引力吸引著,包括裡面的空氣、飛的蒼蠅或者不飛的蒼蠅。重量的短暫增加是因為蒼蠅需要向上加速才能起飛,從而產生了一下向下的加速度,因此增加了重量。當蒼蠅簡單地繞著圈飛行時,力將恢復平衡。
如果我們用一個“巨大的”罐子和一架四旋翼的無人機,做同樣的實驗結果應該是完全一樣的。
如果這個罐子再放大一點,比如一個城市那麼大的罐子,然後讓一架真正的飛機起飛、然後平穩的飛行,結果還是一樣的。只不過飛機起飛時加速度要大得多。
如果一架飛機在非常低的高度從上空飛過,我們就能感覺到它的運動。然而,隨著飛機爬升得越來越高,飛機對空氣的向下推力(稱為下衝)作用範圍會越來越大,即使是最靈敏的儀器也無法探測到你頭頂上有一架飛機飛過了。
風洞中空氣向下運動的示範。
那麼更復雜的是,首先,隨著飛機爬升,它的重量實際上變得更輕了。因為引力會隨著距離質心的距離增加而減小,所以一架客機在巡航高度時應該輕了0.2%。而且,向東飛行可以讓飛機看起來更輕。這是因為向東飛行飛機會有一個更快的軌道速度,雖然影響很小,但可以測量。當然,如果飛機沿著赤道向西飛行,實際上會讓飛機感覺稍微重一些。
但最終,不管是區域性還是真正的飛機,所有重量都必須落到地面上。
所以這個問題很簡單,並不需要空氣動力學的原因。這是因為不管飛機是如何飛行的,它的重力必須一直被抵消,而這個抵消的力就是空氣的浮力,而空氣又被地面或者說問題中所說的稱託著,就這麼簡單。
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3 # 偉心透明20轉好
從科學的精密度說,別說25克,就是2點5克的飛機,秤上也無法讀了。話就說在這裡,多說一個字,都沒意思。別說是秤有無感覺,問題是有沒有這樣的飛機。這道題,名叫人哭笑不得。
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4 # 繁星落石
會。
起飛本身意味著機翼上下已經產生了氣流並形成壓強差,這個壓強差對飛機產生了託舉效果,秤測量的是物體所受重力大小,升力方向與重力相反,因此秤測量得到的重力大小也發生了變化。
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5 # 樺哥W
如果遙控直升飛機懸停在秤盤的上方,由於飛機的升力與重力平衡,而飛機的升力是透過螺旋槳對空氣產生一個向下的推力獲得。因此,實際上飛機的重力是透過空氣向下的推力來抵消的。如果飛機非常接近秤盤而秤盤又足夠大,則這部分空氣的推力直接作用到秤盤上,使得秤上會顯示一個同樣的數值。但是,實際上,螺旋槳產生的空氣推力除了作用到秤盤,還會產生亂流,所以,實際上秤上顯示的數值會小於飛機的重量而且不穩定。
回覆列表
首先你得明確是什麼樣的秤,稱的最小精度是多少?(比如0.001克)這樣的稱在上飛行數值肯定會有變化,一般市場上賣菜水果的稱精度在0.5以上,在上面輕輕起飛的話,在排出外部環境因素的情況下的話,電子秤的數值是不會有什麼變化。
以上個人愚見。